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JP7768989B2 - Self-supervised speech representation for fake audio detection - Google Patents
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JP7768989B2 - Self-supervised speech representation for fake audio detection - Google Patents

Self-supervised speech representation for fake audio detection

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Description

本開示は、フェイクオーディオまたは合成オーディオの検出のための自己教師あり音声表現に関する。 This disclosure relates to self-supervised speech representations for the detection of fake or synthetic audio.

音声対応環境(例えば家庭、職場、学校、自動車など)では、ユーザがコンピュータベースのシステムに対してクエリまたはコマンドを声に出して話し、コンピュータベースのシステムがそのクエリに対応および回答し、かつ/またはそのコマンドに基づく機能を実施することが可能である。例えば、音声対応環境は、環境のさまざまな部屋またはエリアの至る所に分散された、接続されたマイクロホンデバイスのネットワークを使用して実装される。これらの環境がより普及するにつれて、また音声認識デバイスがより高度化するにつれて、音声は例えば話者の識別および認証を含む重要な機能にますます使用される。これらの機能により、音声が人間に由来したものであり合成 (すなわちデジタル式に作成または改変され、スピーカを介して再生されたもの)ではないことを確実にする必要性が大いに高まっている。 In a voice-enabled environment (e.g., at home, at work, at school, in a car, etc.), a user can speak queries or commands to a computer-based system, which then responds and replies to the query and/or performs a function based on the command. For example, a voice-enabled environment may be implemented using a network of connected microphone devices distributed throughout various rooms or areas of the environment. As these environments become more prevalent and as voice recognition devices become more sophisticated, voice is increasingly used for critical functions including, for example, speaker identification and authentication. These functions greatly increase the need to ensure that voice is human-derived and not synthetic (i.e., digitally created or modified and played through a speaker).

本開示の一態様は、オーディオデータが合成音声を含むかどうかを分類するための方法を提供する。方法は、データ処理ハードウェアにおいて、ユーザデバイスによって取得されたオーディオデータ内の音声を特徴付けるオーディオデータを受け取ることを含む。方法は、データ処理ハードウェアによって、トレーニング済みの自己教師ありモデルを使用して、オーディオデータの一部分のオーディオ特徴をそれぞれが表す複数のオーディオ特徴ベクトルを生成することも含む。方法は、データ処理ハードウェアによって、浅層識別器モデル(shallow discriminator model)を使用して、オーディオデータ内の合成音声の存在を示すスコアを、複数のオーディオ特徴ベクトルの各オーディオ特徴ベクトルの対応するオーディオ特徴に基づいて生成することも含む。方法は、データ処理ハードウェアによって、スコアが合成音声検出しきい値を満足させるかどうかを判定することも含む。方法は、スコアが合成音声検出しきい値を満足させるとき、データ処理ハードウェアによって、ユーザデバイスによって取得されたオーディオデータ内の音声が合成音声を含む可能性があると判定することも含む。 One aspect of the present disclosure provides a method for classifying whether audio data includes synthetic speech. The method includes receiving, in data processing hardware, audio data characterizing speech within the audio data acquired by a user device. The method also includes generating, by the data processing hardware, a plurality of audio feature vectors, each of which represents audio features of a portion of the audio data, using a trained self-supervised model. The method also includes generating, by the data processing hardware, a score indicative of the presence of synthetic speech within the audio data based on the corresponding audio feature of each of the plurality of audio feature vectors, using a shallow discriminator model. The method also includes determining, by the data processing hardware, whether the score satisfies a synthetic speech detection threshold. The method also includes determining, by the data processing hardware, when the score satisfies the synthetic speech detection threshold, that speech within the audio data acquired by the user device likely includes synthetic speech.

本開示の実装形態は、次のオプションの特徴のうちの1つまたは複数を含むことができる。いくつかの実装形態では、浅層識別器モデルがインテリジェントプーリング層(intelligent pooling layer)を含む。いくつかの例では、方法は、データ処理ハードウェアによって、浅層識別器モデルのインテリジェントプーリング層を使用して、複数のオーディオ特徴ベクトルの各オーディオ特徴ベクトルに基づいて、単一の最終オーディオ特徴ベクトルを生成することをさらに含む。オーディオデータ内の合成音声の存在を示すスコアを生成することは、この単一の最終オーディオ特徴ベクトルに基づいてよい。 Implementations of the present disclosure may include one or more of the following optional features: In some implementations, the shallow classifier model includes an intelligent pooling layer. In some examples, the method further includes generating, by the data processing hardware, a single final audio feature vector based on each audio feature vector of the plurality of audio feature vectors using the intelligent pooling layer of the shallow classifier model. Generating a score indicative of the presence of synthetic speech in the audio data may be based on this single final audio feature vector.

オプションで、単一の最終オーディオ特徴ベクトルは、複数のオーディオ特徴ベクトルの各オーディオ特徴ベクトルの平均(averaging)を含む。あるいは、単一の最終オーディオ特徴ベクトルは、複数のオーディオ特徴ベクトルの各オーディオ特徴ベクトルの合計を含む。浅層識別器モデルは、入力として単一の最終オーディオ特徴ベクトルを受け取り、出力としてスコアを生成するように構成された、全結合層を含むことができる。 Optionally, the single final audio feature vector comprises an averaging of each audio feature vector of the multiple audio feature vectors. Alternatively, the single final audio feature vector comprises a sum of each audio feature vector of the multiple audio feature vectors. The shallow classifier model may include a fully connected layer configured to receive the single final audio feature vector as input and generate a score as output.

いくつかの実装形態では、浅層識別器モデルは、ロジスティック回帰モデル、線形判別分析モデル、またはランダムフォレストモデルのうちの1つを含む。いくつかの例では、トレーニング済みの自己教師ありモデルは、人間由来の音声のトレーニングサンプルのみを含む第1のトレーニングデータセットに対してトレーニングされたものである。浅層識別器モデルは、合成音声のトレーニングサンプルを含む第2のトレーニングデータセットに対してトレーニングされたものとすることができる。第2のトレーニングデータセットは、第1のトレーニングデータセットよりも小規模とすることができる。オプションで、データ処理ハードウェアはユーザデバイス上に存在する。トレーニング済みの自己教師ありモデルは、より大型のトレーニング済みの自己教師ありモデルから導出された表現モデル(representation model)を含むことができる。 In some implementations, the shallow classifier model includes one of a logistic regression model, a linear discriminant analysis model, or a random forest model. In some examples, the trained self-supervised model is trained on a first training dataset that includes only training samples of human-derived speech. The shallow classifier model may be trained on a second training dataset that includes training samples of synthetic speech. The second training dataset may be smaller than the first training dataset. Optionally, the data processing hardware resides on the user device. The trained self-supervised model may include a representation model derived from a larger trained self-supervised model.

本開示の別の態様は、オーディオデータが合成音声を含むかどうかを分類するためのシステムを提供する。システムは、データ処理ハードウェアと、データ処理ハードウェアと通信するメモリハードウェアとを含む。メモリハードウェアは命令を記憶し、この命令は、データ処理ハードウェア上で実行されるとデータ処理ハードウェアに動作を実施させる。動作は、ユーザデバイスによって取得されたオーディオデータ内の音声を特徴付けるオーディオデータを受け取ることを含む。動作は、トレーニング済みの自己教師ありモデルを使用して、オーディオデータの一部分のオーディオ特徴をそれぞれが表す複数のオーディオ特徴ベクトルを生成することも含む。動作は、浅層識別器モデルを使用して、オーディオデータ内の合成音声の存在を示すスコアを、複数のオーディオ特徴ベクトルの各オーディオ特徴ベクトルの対応するオーディオ特徴に基づいて生成することも含む。動作は、スコアが合成音声検出しきい値を満足させるかどうかを判定することも含む。動作は、スコアが合成音声検出しきい値を満足させるとき、ユーザデバイスによって取得されたオーディオデータ内の音声が合成音声を含む可能性があると判定することも含む。 Another aspect of the present disclosure provides a system for classifying whether audio data includes synthetic speech. The system includes data processing hardware and memory hardware in communication with the data processing hardware. The memory hardware stores instructions that, when executed on the data processing hardware, cause the data processing hardware to perform operations. The operations include receiving audio data characterizing speech within the audio data acquired by the user device. The operations also include generating, using the trained self-supervised model, a plurality of audio feature vectors, each of which represents audio features of a portion of the audio data. The operations also include generating, using a shallow classifier model, a score indicative of the presence of synthetic speech within the audio data based on the corresponding audio feature of each audio feature vector of the plurality of audio feature vectors. The operations also include determining whether the score satisfies a synthetic speech detection threshold. The operations also include determining that the speech within the audio data acquired by the user device likely includes synthetic speech when the score satisfies the synthetic speech detection threshold.

この態様は、次のオプションの特徴のうちの1つまたは複数を含むことができる。いくつかの実装形態では、浅層識別器モデルがインテリジェントプーリング層を含む。いくつかの例では、動作は、浅層識別器モデルのインテリジェントプーリング層を使用して、複数のオーディオ特徴ベクトルの各オーディオ特徴ベクトルに基づいて、単一の最終オーディオ特徴ベクトルを生成することをさらに含む。オーディオデータ内の合成音声の存在を示すスコアを生成することは、この単一の最終オーディオ特徴ベクトルに基づいてよい。 This aspect may include one or more of the following optional features: In some implementations, the shallow classifier model includes an intelligent pooling layer. In some examples, the operations further include generating a single final audio feature vector based on each audio feature vector of the plurality of audio feature vectors using the intelligent pooling layer of the shallow classifier model. Generating a score indicative of the presence of synthetic speech in the audio data may be based on this single final audio feature vector.

オプションで、単一の最終オーディオ特徴ベクトルは、複数のオーディオ特徴ベクトルの各オーディオ特徴ベクトルの平均を含む。あるいは、単一の最終オーディオ特徴ベクトルは、複数のオーディオ特徴ベクトルの各オーディオ特徴ベクトルの合計を含む。浅層識別器モデルは、入力として単一の最終オーディオ特徴ベクトルを受け取り、出力としてスコアを生成するように構成された、全結合層を含むことができる。 Optionally, the single final audio feature vector comprises an average of each audio feature vector of the multiple audio feature vectors. Alternatively, the single final audio feature vector comprises a sum of each audio feature vector of the multiple audio feature vectors. The shallow classifier model may include a fully connected layer configured to receive the single final audio feature vector as input and to generate a score as output.

いくつかの実装形態では、浅層識別器モデルは、ロジスティック回帰モデル、線形判別分析モデル、またはランダムフォレストモデルのうちの1つを含む。いくつかの例では、トレーニング済みの自己教師ありモデルは、人間由来の音声のトレーニングサンプルのみを含む第1のトレーニングデータセットに対してトレーニングされたものである。浅層識別器モデルは、合成音声のトレーニングサンプルを含む第2のトレーニングデータセットに対してトレーニングされたものとすることができる。第2のトレーニングデータセットは、第1のトレーニングデータセットよりも小規模とすることができる。オプションで、データ処理ハードウェアはユーザデバイス上に存在する。トレーニング済みの自己教師ありモデルは、より大型のトレーニング済みの自己教師ありモデルから導出された表現モデルを含むことができる。 In some implementations, the shallow classifier model includes one of a logistic regression model, a linear discriminant analysis model, or a random forest model. In some examples, the trained self-supervised model is trained on a first training dataset that includes only training samples of human-derived speech. The shallow classifier model can be trained on a second training dataset that includes training samples of synthetic speech. The second training dataset can be smaller than the first training dataset. Optionally, the data processing hardware resides on the user device. The trained self-supervised model can include a representation model derived from a larger trained self-supervised model.

本開示の1つまたは複数の実装形態の詳細については、添付の図面および下の説明の中で記載される。他の態様、特徴、および利点が、説明および図面から、また特許請求の範囲から明らかとなろう。 The details of one or more implementations of the present disclosure are set forth in the accompanying drawings and the description below. Other aspects, features, and advantages will be apparent from the description and drawings, and from the claims.

オーディオデータを合成音声として分類するための例示的なシステムの概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of an exemplary system for classifying audio data as synthetic speech. オーディオ特徴抽出器および合成音声検出器の例示的なコンポーネントの概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of exemplary components of an audio feature extractor and a synthetic speech detector. 図2の合成音声検出器の概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram of the synthetic speech detector of FIG. 2; 図2のオーディオ特徴抽出器のためのトレーニングアーキテクチャの概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a training architecture for the audio feature extractor of FIG. 図2の合成音声検出器のためのトレーニングアーキテクチャの概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a training architecture for the synthetic speech detector of FIG. 2. 抽出されたオーディオ特徴を複数の浅層識別器モデルに提供するオーディオ特徴抽出器の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of an audio feature extractor that provides extracted audio features to multiple shallow classifier models. オーディオデータを合成音声として分類するための動作の例示的な配列のフローチャートである。1 is a flowchart of an exemplary sequence of operations for classifying audio data as synthetic speech. 本明細書において説明するシステムおよび方法を実装するために使用することのできる例示的なコンピューティングデバイスの概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of an exemplary computing device that can be used to implement the systems and methods described herein.

さまざまな図面中の同様の参照符号は、同様の要素を示す。 Like reference symbols in the various drawings indicate like elements.

音声対応の環境およびデバイスがより一般化および高度化するにつれて、人間由来の音声の信頼できるインジケータとしてのオーディオの使用に対する信頼性が、ますます重要になっている。例えば、音声バイオメトリクスが、話者照合に一般に使用されている。自動話者照合(ASV)は、音声発話に対して解析を実施することによって個人を認証するものである。しかし、合成媒体(例えば「ディープフェイク」)の出現により、音声発話が合成音声(すなわち人間の音声に似たコンピュータ生成のオーディオ出力)を含むときをこれらのシステムが正確に決定することが、極めて重要である。例えば、現況技術のテキスト音声合成(text to speech)(TTS)システムおよび音声変換(voice conversion)(VC)システムは、現在、人間の話者そっくりに模倣することができ、それらは、ASVシステムを攻撃し欺く手段になっている。 As voice-enabled environments and devices become more commonplace and sophisticated, confidence in the use of audio as a reliable indicator of human-origin speech is becoming increasingly important. For example, voice biometrics are commonly used for speaker verification. Automatic speaker verification (ASV) authenticates individuals by performing analysis on their spoken utterances. However, with the emergence of synthetic media (e.g., "deepfakes"), it is crucial for these systems to accurately determine when a spoken utterance contains synthetic speech (i.e., computer-generated audio output that resembles a human voice). For example, state-of-the-art text-to-speech (TTS) and voice conversion (VC) systems can now closely mimic human speakers, providing a means to attack and deceive ASV systems.

一例では、話者照合モデルを実装したASVシステムがホットワード検出モデルとともに使用され、それによって、認可されたユーザが、事前定義の固定フレーズ(例えばホットワード、ウェイクワード、キーワード、起動フレーズなど)を話すことによって、音声対応デバイスを起動してウェイクアップさせ、ユーザからの後続の口頭による入力を処理させることができる。この例では、ホットワード検出モデルは、オーディオデータ内の、事前定義の固定フレーズを特徴付けるオーディオ特徴を検出するように構成され、話者照合モデルは、事前定義の固定フレーズを特徴付けるオーディオ特徴が、認可されたユーザによって話されたかどうかを確認するように構成される。一般に、話者照合モデルは、入力オーディオ特徴から照合話者埋め込みを抽出し、照合話者埋め込みを、認可されたユーザの参照話者埋め込みと比較する。この場合、参照話者埋め込みは、(例えば登録プロセス中に)特定のユーザに同じ事前定義の固定フレーズを話させることによって前もって取得し、認可されたユーザについてのユーザプロファイルの一部として記憶することができる。照合話者埋め込みが参照話者埋め込みと一致するとき、オーディオデータ内の検出されたホットワードは、認可されたユーザによって話されたものであると確認され、それにより、音声対応デバイスがウェイクアップし、認可されたユーザによって話された後続の音声を処理することが可能になる。前述の現況技術のTTSシステムおよびVCシステムを使用すると、事前定義の固定フレーズの合成音声表現を、認可されたユーザの声で生成し、それによって、話者照合モデルをだまして、合成音声表現が認可されたユーザによって話されたと確認させることが可能である。 In one example, an ASV system implementing a speaker verification model is used in conjunction with a hotword detection model to enable an authorized user to speak a predefined fixed phrase (e.g., a hotword, wake word, keyword, activation phrase, etc.) to activate and wake up a voice-enabled device and process subsequent verbal input from the user. In this example, the hotword detection model is configured to detect audio features in audio data that characterize the predefined fixed phrase, and the speaker verification model is configured to verify whether the audio features characterizing the predefined fixed phrase were spoken by the authorized user. Generally, the speaker verification model extracts a matched speaker embedding from the input audio features and compares the matched speaker embedding to a reference speaker embedding for the authorized user. In this case, the reference speaker embedding can be previously obtained by having a particular user speak the same predefined fixed phrase (e.g., during an enrollment process) and stored as part of a user profile for the authorized user. When the verification speaker embeddings match the reference speaker embeddings, the detected hot words in the audio data are confirmed as having been spoken by an authorized user, thereby allowing the voice-enabled device to wake up and process subsequent speech spoken by the authorized user. Using the state-of-the-art TTS and VC systems described above, it is possible to generate synthetic speech representations of predefined fixed phrases in the voice of an authorized user, thereby fooling the speaker verification model into confirming that the synthetic speech representations were spoken by the authorized user.

ニューラルネットワークなどの機械学習(ML)アルゴリズムが、ASVシステムおよび他の音声対応技術の急増を主として牽引してきた。しかし、これらのアルゴリズムは従来、正確なモデルをトレーニングする際の主要なボトルネックがしばしば、十分に大規模かつ高品質のデータセットの欠如によるものであるような、膨大な量のトレーニングサンプルを必要とする。例えば、人間由来の音声を含む大規模のデータセットは、容易に入手可能であるが、そうではなく合成音声を含む同様のデータセットは、容易に入手可能ではない。したがって、合成音声を正確に判定することのできるモデルを、従来のトレーニングセットを用いずにトレーニングすることは、合成音声検出システムの開発にとって大きな問題提起となる。 Machine learning (ML) algorithms such as neural networks have largely driven the proliferation of ASV systems and other voice-enabled technologies. However, these algorithms traditionally require vast amounts of training samples, with the main bottleneck in training accurate models often being the lack of sufficiently large, high-quality datasets. For example, while large datasets containing human-derived speech are readily available, similar datasets containing synthetic speech are not. Therefore, training a model that can accurately identify synthetic speech without a traditional training set poses a significant challenge for the development of synthetic speech detection systems.

本明細書における実装形態は、オーディオデータ内の合成音声を、オーディオデータからオーディオ特徴を抽出する自己教師ありモデル、およびオーディオ特徴内、したがってオーディオデータ内に合成音声が存在する確率を決定する浅層識別器モデルに基づいて、検出することを対象とする。自己教師ありモデルは専ら、合成音声ではなく人間由来の音声を含むデータに対してトレーニングされ、したがって、十分な量の合成音声サンプルの欠如から生じるボトルネックを回避することが可能である。一方、浅層識別器モデルは、(自己教師ありモデルに比べて)少量の、合成音声を含むトレーニングサンプルに対してトレーニングされても、高い精度を維持することができる。 Implementations herein are directed to detecting synthetic speech in audio data based on a self-supervised model that extracts audio features from the audio data, and a shallow classifier model that determines the probability that synthetic speech is present in the audio features and therefore in the audio data. The self-supervised model is trained exclusively on data containing human-derived speech rather than synthetic speech, and is therefore able to avoid bottlenecks resulting from a lack of sufficient synthetic speech samples. On the other hand, the shallow classifier model can maintain high accuracy even when trained on a smaller number of training samples containing synthetic speech (compared to the self-supervised model).

図1を参照すると、いくつかの実装形態では、例示的なシステム100がユーザデバイス102を含む。ユーザデバイス102は、モバイル電話、コンピュータ(ラップトップ機またはデスクトップ機)、タブレット機、スマートスピーカ/ディスプレイ、スマートアプライアンス、スマートヘッドホン、ウェアラブル、車両エンターテインメントシステムなどのコンピューティングデバイスに対応してよく、ユーザデバイス102には、データ処理ハードウェア103およびメモリハードウェア105が装備されている。ユーザデバイス102は、オーディオソース10からの発話を捕捉するための1つまたは複数のマイクロホン106を含むか、またはそのマイクロホン106と通信する。オーディオソース10は、人間由来の発話119を発する人間とすることもでき、または電気オーディオ信号を対応する発話119に変換するオーディオデバイス(例えばラウドスピーカ)とすることもできる。ラウドスピーカは、任意の様式のコンピューティングデバイスもしくはユーザデバイス(例えばモバイル電話、コンピュータなど)の一部とすることもでき、または任意の様式のコンピューティングデバイスもしくはユーザデバイス(例えばモバイル電話、コンピュータなど)と通信することもできる。 Referring to FIG. 1 , in some implementations, an exemplary system 100 includes a user device 102. The user device 102 may correspond to a computing device such as a mobile phone, a computer (laptop or desktop), a tablet, a smart speaker/display, a smart appliance, smart headphones, a wearable, a vehicle entertainment system, etc., and is equipped with data processing hardware 103 and memory hardware 105. The user device 102 includes or communicates with one or more microphones 106 for capturing speech from an audio source 10. The audio source 10 can be a human emitting human-derived speech 119, or can be an audio device (e.g., a loudspeaker) that converts electrical audio signals into corresponding speech 119. The loudspeaker can be part of or in communication with any type of computing or user device (e.g., a mobile phone, a computer, etc.).

ユーザデバイス102は、ユーザデバイス102によって取得された音声を特徴付けるオーディオデータ120からオーディオ特徴を抽出するように構成された、オーディオ特徴抽出器210を含む。例えば、オーディオデータ120は、ユーザデバイス102によってストリーミングオーディオ118から捕捉される。他の例では、ユーザデバイス102がオーディオデータ120を生成する。いくつかの実装形態では、オーディオ特徴抽出器210は、リモートシステム110からネットワーク104を介して受信した、トレーニング済みのニューラルネットワーク(例えば畳み込みニューラルネットワークなど、記憶されたニューラルネットワーク)を含む。リモートシステム110は、単一のコンピュータとすることもでき、複数のコンピュータとすることもでき、またはスケーラブル/エラスティックなコンピューティングリソース112(例えばデータ処理ハードウェア)および/もしくは記憶リソース114(例えばメモリハードウェア)を有する分散システム(例えばクラウド環境)とすることもできる。 The user device 102 includes an audio feature extractor 210 configured to extract audio features from audio data 120 that characterize speech captured by the user device 102. For example, the audio data 120 is captured by the user device 102 from streaming audio 118. In other examples, the user device 102 generates the audio data 120. In some implementations, the audio feature extractor 210 includes a trained neural network (e.g., a stored neural network, such as a convolutional neural network) received over the network 104 from a remote system 110. The remote system 110 can be a single computer, multiple computers, or a distributed system (e.g., a cloud environment) with scalable/elastic computing resources 112 (e.g., data processing hardware) and/or storage resources 114 (e.g., memory hardware).

いくつかの例では、ユーザデバイス102上で実行されるオーディオ特徴抽出器210は、自己教師ありモデルである。すなわち、オーディオ特徴抽出器210は、ラベルが、必然的にトレーニングサンプルの一部であり、別途の外部ラベルを含まない、自己教師あり学習(「教師なし学習」とも呼ばれる)を使用してトレーニングされる。より具体的には、自己教師あり学習方法では、モデルが、先在するいかなるラベル(すなわちアノテーション)も用いずに、かつ人間の監督を最小限に抑えて、データセット内のパターンを探す。 In some examples, the audio feature extractor 210 running on the user device 102 is a self-supervised model. That is, the audio feature extractor 210 is trained using self-supervised learning (also called "unsupervised learning"), where the labels are necessarily part of the training samples and do not involve separate external labels. More specifically, in self-supervised learning methods, the model looks for patterns in a dataset without any pre-existing labels (i.e., annotations) and with minimal human supervision.

図示の例では、オーディオソース10が、「私の名前はJane Smithです」という音声を含む発話119を発する。オーディオ特徴抽出器210が、ストリーミングオーディオ118内の発話119を特徴付けるオーディオデータ120を受け取り、オーディオデータ120から複数のオーディオ特徴ベクトル212、212a~nを生成する。各オーディオ特徴ベクトル212は、オーディオ特徴(すなわちオーディオデータ120のチャンクまたは一部分(すなわちストリーミングオーディオ118または発話119の一部分)のスペクトログラム(例えばメル周波数スペクトログラムおよびメル周波数ケプストラム係数(MFCC))などのオーディオ特性)を表す。例えば、各オーディオ特徴ベクトルは、オーディオデータ120の960ミリ秒部分についての特徴を表す。部分同士は重なり合ってよい。例として、オーディオ特徴抽出器210は、5秒のオーディオデータ120について、(オーディオデータ120の960ミリ秒をそれぞれが表す)8つのオーディオ特徴ベクトル212を生成する。オーディオ特徴抽出器210からのオーディオ特徴ベクトル212は、自己教師あり学習に基づく、オーディオデータ120の多数の音響特性を捕捉している。 In the illustrated example, audio source 10 emits utterance 119, including the sound "My name is Jane Smith." Audio feature extractor 210 receives audio data 120 characterizing the utterance 119 within streaming audio 118 and generates multiple audio feature vectors 212, 212a-n, from the audio data 120. Each audio feature vector 212 represents audio features (i.e., audio characteristics such as spectrograms (e.g., Mel-frequency spectrograms and Mel-frequency cepstral coefficients (MFCCs)) of a chunk or portion of audio data 120 (i.e., a portion of streaming audio 118 or utterance 119). For example, each audio feature vector represents features for a 960-millisecond portion of audio data 120. The portions may overlap. By way of example, for five seconds of audio data 120, audio feature extractor 210 generates eight audio feature vectors 212 (each representing 960 milliseconds of audio data 120). The audio feature vectors 212 from the audio feature extractor 210 capture multiple acoustic characteristics of the audio data 120 based on self-supervised learning.

オーディオ特徴抽出器210は、オーディオ特徴ベクトル212を生成した後で、オーディオ特徴ベクトル212を、浅層識別器モデル222を含む合成音声検出器220に送出する。下でより詳細に論じるように、浅層識別器モデル222は、オーディオ特徴ベクトル212のそれぞれに基づいて、ストリーミングオーディオ118内の合成音声の存在を示すスコア224(図2)を、各オーディオ特徴ベクトル212の対応するオーディオ特徴に基づいて生成する、浅層ニューラルネットワーク(すなわちほとんどまたは全く隠れ層のない)である。合成音声検出器220は、スコア224(例えば確率スコア)が合成音声検出しきい値を満足させるかどうかを判定する。スコア224が合成音声検出しきい値を満足させるとき、合成音声検出器220は、ユーザデバイス102によって捕捉されたストリーミングオーディオ118内の音声(すなわち発話119)が合成音声を含むと判定する。合成音声検出器220は、発話119の大部分が人間由来の音声を含む(すなわち合成音声の小部分に、人間由来の音声が差し挟まれ、または点在する)ときでさえ、発話119が合成音声を含むと判定することができる。 After generating the audio feature vectors 212, the audio feature extractor 210 sends the audio feature vectors 212 to a synthetic speech detector 220, which includes a shallow classifier model 222. As discussed in more detail below, the shallow classifier model 222 is a shallow neural network (i.e., with few or no hidden layers) that generates, based on each of the audio feature vectors 212, a score 224 (FIG. 2) indicative of the presence of synthetic speech in the streaming audio 118, based on the corresponding audio features of each audio feature vector 212. The synthetic speech detector 220 determines whether the score 224 (e.g., a probability score) satisfies a synthetic speech detection threshold. When the score 224 satisfies the synthetic speech detection threshold, the synthetic speech detector 220 determines that the speech (i.e., speech 119) in the streaming audio 118 captured by the user device 102 contains synthetic speech. The synthetic speech detector 220 can determine that the utterance 119 contains synthetic speech even when the majority of the utterance 119 contains human-derived speech (i.e., small portions of the synthetic speech are interspersed or interspersed with human-derived speech).

いくつかの実装形態では、合成音声検出器220は、スコア224が合成音声検出しきい値を満足させるかどうかに基づいてストリーミングオーディオ118が合成音声を含むかどうかを示すための、ユーザデバイス102への標識150を生成する。例えば、スコア224が合成音声検出しきい値を満足させるとき、標識150は、発話119が合成音声を含むことを示す。それに応答して、ユーザデバイス102は、ユーザデバイス102のユーザへの通知160を生成することができる。例えば、ユーザデバイス102は、データ処理ハードウェア103と通信するユーザデバイス102のスクリーン上に表示するための、グラフィカルユーザインターフェース(GUI)108を実行する。ユーザデバイス102はこのGUI108内に通知160をレンダリングすることができる。この場合、標識150は、ストリーミングオーディオ118が合成音声を含んでいたことを、「通知:合成音声が検出されました」というメッセージをGUI108上にレンダリングすることによって示す。提示の通知160は単なる例示であり、ユーザデバイス102は、ユーザデバイス102のユーザに、他の任意の適切な方法で通知してよい。それに加えてまたはその代わりに、合成音声検出器220は、ユーザデバイス102上で実行される他のアプリケーションに通知する。例えば、ユーザデバイス102上で実行される、あるアプリケーションは、ユーザデバイス102のユーザを認証して、ユーザが1つまたは複数の制限されたリソースにアクセスできるようにする。このアプリケーションは、(例えば発話119を介した)バイオメトリック音声を使用して、ユーザを認証してよい。合成音声検出器220は、発話119が合成音声を含んでいたとアプリケーションに警報を出すために、アプリケーションに標識150を提供してよく、それにより、アプリケーションがユーザに対する認証を拒否してよい。別のシナリオでは、ユーザデバイス102をトリガしてスリープ状態からウェイクアップさせ、後続の音声の処理を開始させるための、ストリーミングオーディオ118内のユーザデバイス102によって検出されるホットワードを、発話119が含むとき、合成音声検出器220によって生成された、ホットワードの発話119が合成音声を含むことを示す標識150が、ユーザデバイス102上でのウェイクアッププロセスを抑制することができる。 In some implementations, the synthetic speech detector 220 generates an indicator 150 to the user device 102 to indicate whether the streaming audio 118 contains synthetic speech based on whether the score 224 satisfies a synthetic speech detection threshold. For example, when the score 224 satisfies the synthetic speech detection threshold, the indicator 150 indicates that the utterance 119 contains synthetic speech. In response, the user device 102 can generate a notification 160 to a user of the user device 102. For example, the user device 102 executes a graphical user interface (GUI) 108 for display on a screen of the user device 102 that is in communication with the data processing hardware 103. The user device 102 can render the notification 160 within this GUI 108. In this case, the indicator 150 indicates that the streaming audio 118 contained synthetic speech by rendering the message "Notification: Synthetic speech detected" on the GUI 108. The notification 160 of the presentation is merely exemplary, and the user device 102 may notify the user of the user device 102 in any other suitable manner. Additionally or alternatively, the synthetic speech detector 220 notifies other applications running on the user device 102. For example, an application running on the user device 102 may authenticate the user of the user device 102 to allow the user access to one or more restricted resources. The application may authenticate the user using biometric voice (e.g., via the utterance 119). The synthetic speech detector 220 may provide an indicator 150 to the application to alert the application that the utterance 119 included synthetic speech, so that the application may deny authentication to the user. In another scenario, when an utterance 119 contains a hot word that is detected by the user device 102 in the streaming audio 118 to trigger the user device 102 to wake up from a sleep state and begin processing subsequent audio, an indicator 150 generated by the synthetic speech detector 220 indicating that the hot word utterance 119 contains synthetic speech can inhibit the wake-up process on the user device 102.

ユーザデバイス102は、標識150を、ネットワーク104を介してリモートシステム110に転送することができる。いくつかの実装形態では、リモートシステム110が、ユーザデバイス102の代わりにまたはユーザデバイス102に加えて、オーディオ特徴抽出器210および/または合成音声検出器220を実行する。例えば、ユーザデバイス102は、ストリーミングオーディオ118を受け取り、オーディオデータ120(またはオーディオデータ120の何らかの特徴)を、処理のためにリモートシステムに転送する。リモートシステム110は、ユーザデバイス102よりも大幅に多くの計算リソースを含むことがある。それに加えてまたはその代わりに、リモートシステム110は、潜在的な敵対者からよりセキュアであり得る。このシナリオでは、リモートシステム110は、標識150をユーザデバイス102に送信することができる。いくつかの例では、リモートサーバ110が、オーディオデータ120を用いて複数の認証動作を実施し、認証が成功したかどうかを示す値を返す。他の実装形態では、オーディオソース10が、ストリーミングオーディオ118のオーディオデータ120を、別途のユーザデバイス102を全く用いることなく直接、(例えばネットワーク104を介して)リモートシステム110に送信する。例えば、リモートシステム110は、音声バイオメトリクスを使用するアプリケーションを実行する。このケースでは、オーディオソース10は、オーディオデータ120をリモートシステム110に直接送信するデバイスを含む。例えば、オーディオソース10は、合成音声を生成し、この合成音声を、合成音声が言語化されることなく、(オーディオデータ120を介して)リモートシステム110に送信する、コンピュータである。 The user device 102 can forward the indicator 150 to the remote system 110 over the network 104. In some implementations, the remote system 110 executes the audio feature extractor 210 and/or the synthetic speech detector 220 instead of or in addition to the user device 102. For example, the user device 102 receives streaming audio 118 and forwards the audio data 120 (or some features of the audio data 120) to the remote system for processing. The remote system 110 may include significantly more computational resources than the user device 102. Additionally or alternatively, the remote system 110 may be more secure from potential adversaries. In this scenario, the remote system 110 can transmit the indicator 150 to the user device 102. In some examples, the remote server 110 performs multiple authentication operations using the audio data 120 and returns a value indicating whether the authentication was successful. In other implementations, the audio source 10 transmits the audio data 120 of the streaming audio 118 directly to the remote system 110 (e.g., over the network 104) without using any separate user device 102. For example, the remote system 110 runs an application that uses voice biometrics. In this case, the audio source 10 includes a device that transmits the audio data 120 directly to the remote system 110. For example, the audio source 10 is a computer that generates synthetic speech and transmits the synthetic speech to the remote system 110 (via the audio data 120) without the synthetic speech being verbalized.

ソフトウェアアプリケーション(すなわちソフトウェアリソース)とは、コンピューティングデバイスにタスクを実施させるコンピュータソフトウェアを指すことがある。いくつかの例では、ソフトウェアアプリケーションは、「アプリケーション」、「アプリ」、または「プログラム」と呼ばれることがある。例示的なアプリケーションとしては、限定はしないが、システム診断アプリケーション、システム管理アプリケーション、システム保守アプリケーション、ワードプロセッシングアプリケーション、スプレッドシートアプリケーション、メッセージングアプリケーション、メディアストリーミングアプリケーション、ソーシャルネットワーキングアプリケーション、およびゲーミングアプリケーションが挙げられる。 A software application (i.e., a software resource) may refer to computer software that causes a computing device to perform a task. In some examples, a software application may be referred to as an "application," "app," or "program." Exemplary applications include, but are not limited to, system diagnostic applications, system management applications, system maintenance applications, word processing applications, spreadsheet applications, messaging applications, media streaming applications, social networking applications, and gaming applications.

次に図2を参照すると、概略図200には、深層ニューラルネットワーク250を実行するオーディオ特徴抽出器210が含まれている。深層ニューラルネットワーク250は、オーディオデータ120を受け取るように構成された任意数の隠れ層を含むことができる。いくつかの実装形態では、オーディオ特徴抽出器210の深層ニューラルネットワーク250は、オーディオデータ120から、複数のオーディオ特徴ベクトル212、212a~n(すなわち埋め込み)を生成する。浅層識別器モデル222が、複数のオーディオ特徴ベクトル212を、同時に、順次、または互いに連結した状態で、受け取る。複数のオーディオ特徴ベクトル212は、オーディオ特徴抽出器210と浅層識別器モデル222との間で何らかの処理を受けることができる。浅層識別器モデル222は、オーディオ特徴抽出器210の深層ニューラルネットワーク250によって生成/抽出された複数のオーディオ特徴ベクトル212に基づいて、スコア224を生成することができる。 Referring now to FIG. 2, a schematic diagram 200 includes an audio feature extractor 210 implementing a deep neural network 250. The deep neural network 250 may include any number of hidden layers configured to receive the audio data 120. In some implementations, the deep neural network 250 of the audio feature extractor 210 generates multiple audio feature vectors 212, 212a-n (i.e., embeddings) from the audio data 120. A shallow classifier model 222 receives the multiple audio feature vectors 212 simultaneously, sequentially, or concatenated with one another. The multiple audio feature vectors 212 may undergo some processing between the audio feature extractor 210 and the shallow classifier model 222. The shallow classifier model 222 may generate a score 224 based on the multiple audio feature vectors 212 generated/extracted by the deep neural network 250 of the audio feature extractor 210.

次に図3の概略図300を参照すると、いくつかの例では、浅層識別器モデル222が、インテリジェントプーリング層310、310Pを含む。インテリジェントプーリング層310Pは、複数のオーディオ特徴ベクトル212を受け取り、またオーディオ特徴抽出器210から受け取った各オーディオ特徴ベクトル212に基づいて、単一の最終オーディオ特徴ベクトル212Fを生成することができる。浅層識別器モデル222は、単一の最終オーディオ特徴ベクトル212Fに基づいて、ストリーミングオーディオ118内の合成音声の存在を示すスコア224を生成することができる。いくつかの例では、インテリジェントプーリング層310Pは、各オーディオ特徴ベクトル212を平均して、最終オーディオ特徴ベクトル212Fを生成する。他の例では、インテリジェントプーリング層310Pは、各オーディオ特徴ベクトル212を合計して、最終オーディオ特徴ベクトル212Fを生成する。最終的に、インテリジェントプーリング層310Pは、何らかの様式で、複数のオーディオ特徴ベクトル212を、人間由来の音声と合成音声との関係を特徴付けるオーディオ特徴を含むかまたは強調する最終オーディオ特徴ベクトル212Fに精製する。いくつかの例では、インテリジェントプーリング層310Pは、最終オーディオ特徴ベクトル212Fの焦点を、オーディオデータ120の、合成音声を含む可能性が最も高い一部分に合わせる。例えば、オーディオデータ120は、発話119が合成オーディオを含むことを示す標識(例えばオーディオ特性)をもたらす小さなまたは狭い部分を含み、一方、オーディオデータ120の残りの部分は、発話119が合成音声を含むことを示す標識をほとんどまたは全くもたらさない。この例では、インテリジェントプーリング層310Pは、オーディオデータ120のその部分に関連するオーディオ特徴ベクトル212を強調する(またはその反対に、他の残りのオーディオ特徴ベクトル212を強調しない)。 Referring now to the schematic diagram 300 of FIG. 3, in some examples, the shallow classifier model 222 includes an intelligent pooling layer 310, 310P. The intelligent pooling layer 310P may receive multiple audio feature vectors 212 and generate a single final audio feature vector 212F based on each audio feature vector 212 received from the audio feature extractor 210. The shallow classifier model 222 may generate a score 224 indicating the presence of synthetic speech in the streaming audio 118 based on the single final audio feature vector 212F. In some examples, the intelligent pooling layer 310P averages each audio feature vector 212 to generate the final audio feature vector 212F. In other examples, the intelligent pooling layer 310P sums each audio feature vector 212 to generate the final audio feature vector 212F. Finally, the intelligent pooling layer 310P refines the multiple audio feature vectors 212 in some manner into a final audio feature vector 212F that includes or emphasizes audio features that characterize the relationship between human-derived and synthetic speech. In some examples, the intelligent pooling layer 310P focuses the final audio feature vector 212F on a portion of the audio data 120 that is most likely to include synthetic speech. For example, the audio data 120 includes a small or narrow portion that provides indicators (e.g., audio characteristics) that indicate that the utterance 119 includes synthetic audio, while the remainder of the audio data 120 provides few or no indicators that the utterance 119 includes synthetic speech. In this example, the intelligent pooling layer 310P emphasizes the audio feature vector 212 associated with that portion of the audio data 120 (or, conversely, de-emphasizes the other remaining audio feature vectors 212).

いくつかの実装形態では、浅層識別器モデル222が、インテリジェントプーリング層310Pに加えて、ただ1つの他の層310を含む。例えば、浅層識別器モデル222は、入力として単一の最終オーディオ特徴ベクトル212Fをインテリジェントプーリング層310Pから受け取り、出力としてスコア224を生成するように構成された、全結合層310Fを含む。したがって、いくつかの例では、浅層識別器モデル222は、単一のインテリジェントプーリング層310Pおよびただ1つの他の層310、例えば全結合層310Fを含む、浅層ニューラルネットワークである。各層は、任意数のニューロン/ノード332を含む。単一の全結合層310Fは、結果をロジットにマッピングすることができる。いくつかの例では、浅層識別器モデル222は、ロジスティック回帰モデル、線形判別分析モデル、またはランダムフォレストモデルのうちの1つを含む。 In some implementations, the shallow classifier model 222 includes only one other layer 310 in addition to the intelligent pooling layer 310P. For example, the shallow classifier model 222 includes a fully connected layer 310F configured to receive a single final audio feature vector 212F from the intelligent pooling layer 310P as input and generate a score 224 as output. Thus, in some examples, the shallow classifier model 222 is a shallow neural network that includes a single intelligent pooling layer 310P and only one other layer 310, such as a fully connected layer 310F. Each layer includes any number of neurons/nodes 332. The single fully connected layer 310F can map results to logits. In some examples, the shallow classifier model 222 includes one of a logistic regression model, a linear discriminant analysis model, or a random forest model.

次に図4Aを参照すると、いくつかの実装形態では、トレーニングプロセス400、400aにより、オーディオ特徴抽出器210が人間由来の音声サンプルのプール402Aに対してトレーニングされる。これらの人間由来の音声サンプルは、未トレーニングのオーディオ特徴抽出器210をトレーニングする、ラベルなしオーディオ抽出器トレーニングサンプル410Aを提供する。人間由来の音声のプール402Aは、かなりの数のオーディオ抽出器トレーニングサンプル410Aをもたらす極めて大規模のものとすることができる。したがって、いくつかの例では、トレーニングプロセス400aにより、未トレーニングのオーディオ特徴抽出器210が、人間由来の音声のみを含み、どんな合成音声も含まない、大量のオーディオ抽出器トレーニングサンプル410Aに対してトレーニングされる。これは有利であり、というのも、合成音声の大規模のプールは、通常は高価であり、かつ/または取得が困難なためである。しかし、いくつかの例では、オーディオ抽出器トレーニングサンプル410Aは、人間由来の音声および合成音声を有するサンプルを含む。オプションで、オーディオ特徴抽出器210は、より大型のトレーニング済みの自己教師ありモデルから導出された表現モデルを含む。このシナリオでは、より大型のトレーニング済みの自己教師ありモデルは、実行の計算コストが高く、ユーザデバイス102にあまり適していない、非常に大型のモデルとすることができる。しかし、オーディオ特徴抽出器210をローカルにユーザデバイス102上で実行する潜在的利点(例えばレイテンシ、プライバシ、帯域幅など)のため、オーディオ特徴抽出器210は、より大型のトレーニング済みの自己教師ありモデルの、精度を実質的に犠牲にすることなくモデルのサイズおよび複雑さを低減させた表現モデルとすることができる。これにより、計算能力またはメモリ容量が制限されているにもかかわらず、モデルがユーザデバイス102上で実行されることが可能になる。表現モデルでは、小型のモデルをトレーニングするために高次元データ(例えばオーディオ)をより低次元に変換することによって、また表現モデルを事前トレーニングとして使用することによって、性能が向上する。 Referring now to FIG. 4A , in some implementations, a training process 400, 400a trains the audio feature extractor 210 on a pool 402A of human-derived speech samples. These human-derived speech samples provide unlabeled audio extractor training samples 410A that train the untrained audio feature extractor 210. The pool 402A of human-derived speech can be quite large, resulting in a significant number of audio extractor training samples 410A. Thus, in some examples, the training process 400a trains the untrained audio feature extractor 210 on a large number of audio extractor training samples 410A that include only human-derived speech and do not include any synthetic speech. This is advantageous because large pools of synthetic speech are typically expensive and/or difficult to obtain. However, in some examples, the audio extractor training samples 410A include samples having both human-derived and synthetic speech. Optionally, the audio feature extractor 210 includes a representation model derived from a larger, trained self-supervised model. In this scenario, the larger trained self-supervised model may be a very large model that is computationally expensive to run and is not well suited to the user device 102. However, because of the potential benefits (e.g., latency, privacy, bandwidth, etc.) of running the audio feature extractor 210 locally on the user device 102, the audio feature extractor 210 may be a representation model of the larger trained self-supervised model that reduces the model size and complexity without substantially sacrificing accuracy. This allows the model to run on the user device 102 despite limited computational power or memory capacity. The representation model improves performance by converting high-dimensional data (e.g., audio) to lower dimensions to train a smaller model and by using the representation model as pre-training.

次に図4Bを参照すると、いくつかの例では、トレーニングプロセス400、400bにより、オーディオ特徴抽出器210がトレーニングされた後で、浅層識別器モデル222がトレーニングされる。この例では、トレーニング済みのオーディオ特徴抽出器210が、合成音声サンプルのプール402Bからオーディオデータ120を受け取る。トレーニング済みのオーディオ特徴抽出器210は、プール402Bからのオーディオデータ120に基づいて、識別器トレーニングサンプル410bに相当するオーディオ特徴ベクトル212を生成する。これらの識別器トレーニングサンプル410b(すなわちトレーニング済みのオーディオ特徴抽出器210によって生成された複数のオーディオ特徴ベクトル212)が、浅層識別器モデル222をトレーニングする。浅層識別器モデル222が合成音声のプール402Bからの合成音声を使用してトレーニングされ得るとき、合成音声のプール402Bは、人間由来の音声のプール402Aよりも大幅に小規模のものとすることができる。 Referring now to FIG. 4B , in some examples, the shallow classifier model 222 is trained after the audio feature extractor 210 is trained via training processes 400, 400b. In this example, the trained audio feature extractor 210 receives audio data 120 from a pool of synthetic speech samples 402B. The trained audio feature extractor 210 generates audio feature vectors 212 corresponding to classifier training samples 410b based on the audio data 120 from pool 402B. These classifier training samples 410b (i.e., the multiple audio feature vectors 212 generated by the trained audio feature extractor 210) train the shallow classifier model 222. When the shallow classifier model 222 can be trained using synthetic speech from the pool of synthetic speech 402B, the pool of synthetic speech 402B can be significantly smaller than the pool of human-derived speech 402A.

いくつかの例では、浅層識別器モデル222は専ら、合成音声を含むトレーニングサンプル410bに対してトレーニングされ、一方、他の例では、浅層識別器モデル222は、合成音声を含むトレーニングサンプル410bと人間由来の音声のみを含むトレーニングサンプル410bとの混合物に対してトレーニングされる。合成音声を含むサンプル410bは、合成音声のみを含んでよい(すなわち人間由来の音声を含まなくてよい)。サンプル410bは、合成音声と人間由来の音声との混合物を含んでもよい。例として、図1の例では、発話119が、「私の名前はJane Smithです」という音声を含む。この発話119からの可能なトレーニングサンプル410bは、発話119の「私の名前は」部分が人間由来の音声であるとともに発話119の「Jane Smithです」部分が合成音声であるものを含む。リモートシステム110および/またはユーザデバイス102は、既存のトレーニングサンプル410b同士を混ぜ合わせて(perturb)、追加のトレーニングサンプル410bを生成してよい。例えば、リモートシステムは、人間由来の音声の一部分を合成音声と置き換え、合成音声部分を人間由来の音声部分と置き換え、合成音声部分を別の合成音声部分と置き換え、人間由来の音声部分を別の人間由来の音声部分と置き換える。 In some examples, the shallow classifier model 222 is trained exclusively on training samples 410b that include synthetic speech, while in other examples, the shallow classifier model 222 is trained on a mixture of training samples 410b that include synthetic speech and training samples 410b that include only human-derived speech. The samples 410b that include synthetic speech may include only synthetic speech (i.e., may not include human-derived speech). The samples 410b may also include a mixture of synthetic and human-derived speech. For example, in the example of FIG. 1, the utterance 119 includes the speech "My name is Jane Smith." Possible training samples 410b from this utterance 119 include those in which the "My name is" portion of the utterance 119 is human-derived speech and the "Jane Smith" portion of the utterance 119 is synthetic speech. The remote system 110 and/or user device 102 may perturb existing training samples 410b to generate additional training samples 410b. For example, the remote system replaces a portion of the human-derived speech with synthetic speech, replaces a portion of the synthetic speech with a portion of the human-derived speech, replaces a portion of the synthetic speech with another portion of the synthetic speech, and replaces a portion of the human-derived speech with another portion of the human-derived speech.

いくつかの実装形態では、リモートシステム110が、トレーニングプロセス400a、400bを実行して、オーディオ特徴抽出器210および浅層識別器モデル222をトレーニングし、次いで、トレーニング済みのモデル210、222をユーザデバイス102に送信する。しかし、他の例では、ユーザデバイス102が、ユーザデバイス102上で、トレーニングプロセス400a、400bを実行して、オーディオ特徴抽出器210および/または浅層識別器モデル222をトレーニングする。いくつかの例では、リモートシステム110またはユーザデバイス102が、新たなまたは更新されたトレーニングサンプル410bに基づいて、浅層識別器モデル222をファインチューニングする。例えば、ユーザデバイス102は、オーディオソース10から受信したオーディオデータ120に対して浅層識別器モデル222を更新し、ファインチューニングし、または部分的に再トレーニングする。 In some implementations, the remote system 110 performs the training processes 400a, 400b to train the audio feature extractor 210 and the shallow classifier model 222 and then transmits the trained models 210, 222 to the user device 102. However, in other examples, the user device 102 performs the training processes 400a, 400b to train the audio feature extractor 210 and/or the shallow classifier model 222 on the user device 102. In some examples, the remote system 110 or the user device 102 fine-tunes the shallow classifier model 222 based on new or updated training samples 410b. For example, the user device 102 updates, fine-tunes, or partially retrains the shallow classifier model 222 on the audio data 120 received from the audio source 10.

次に図5の概略図500を参照すると、いくつかの例では、ユーザデバイス102および/またはリモートシステム110が、同じオーディオ特徴抽出器210を活用して、オーディオ特徴ベクトル212を複数の浅層識別器モデル222、222a~nに提供する。このようにして、オーディオ特徴抽出器210は「フロントエンド」モデルとしての役割を果たし、一方、浅層識別器モデル222は「バックエンド」モデルとしての役割を果たす。各浅層識別器モデル222は、異なる目的でトレーニングされてよい。例えば、第1の浅層識別器モデル222aは、音声が人間由来であるか、それとも合成であるかを判定し、一方、第2の浅層識別器モデル222bは、ストリーミングオーディオ118内の感情を認識および/または分類する。すなわち、自己教師ありオーディオ特徴抽出器210は、浅層識別器モデル222がさまざまな異なる目的で利用することのできる、「非セマンティック」タスク(すなわち人間の音声の意味以外の側面)に十分に適している。浅層識別器モデル222のサイズおよび複雑さが潜在的に小さいため、ユーザデバイスは、それらのモデルをそれぞれ必要に応じて記憶し、実行して、オーディオ特徴抽出器210によって生成されたオーディオ特徴ベクトル212を処理することができる。 Referring now to the schematic diagram 500 of FIG. 5, in some examples, the user device 102 and/or the remote system 110 utilize the same audio feature extractor 210 to provide audio feature vectors 212 to multiple shallow classifier models 222, 222a-n. In this manner, the audio feature extractor 210 serves as a "front-end" model, while the shallow classifier models 222 serve as "back-end" models. Each shallow classifier model 222 may be trained for a different purpose. For example, a first shallow classifier model 222a determines whether speech is human or synthetic, while a second shallow classifier model 222b recognizes and/or classifies emotions in the streaming audio 118. That is, the self-supervised audio feature extractor 210 is well suited for "non-semantic" tasks (i.e., aspects other than the meaning of human speech), allowing the shallow classifier models 222 to be utilized for a variety of different purposes. Because the shallow classifier models 222 are potentially small in size and complexity, the user device can store and execute each of these models as needed to process the audio feature vectors 212 generated by the audio feature extractor 210.

図6は、オーディオデータ120が合成音声を含むかどうかを判定する方法600の例示的な動作のフローチャートを示す。動作602において、方法600は、データ処理ハードウェア103において、ユーザデバイス102によって取得された音声を特徴付けるオーディオデータ120を受け取ることを含む。動作604において、方法600は、データ処理ハードウェア103によって、トレーニング済みの自己教師ありモデル210(すなわちオーディオ特徴抽出器210)を使用して、オーディオデータ120の一部分のオーディオ特徴をそれぞれが表す複数のオーディオ特徴ベクトル212を生成することを含む。方法600は、動作606において、データ処理ハードウェア103によって、浅層識別器モデル222を使用して、オーディオデータ120内の合成音声の存在を示すスコア224を、複数のオーディオ特徴ベクトル212の各オーディオ特徴ベクトル212の対応するオーディオ特徴に基づいて生成することも含む。方法600は、動作608において、データ処理ハードウェア103によって、スコア224が合成音声検出しきい値を満足させるかどうかを判定すること、および動作610において、スコア224が合成音声検出しきい値を満足させるとき、データ処理ハードウェア103によって、ユーザデバイス102によって捕捉されたオーディオデータ120内の音声が合成音声を含むと判定することを含む。 FIG. 6 shows a flowchart of example operations of a method 600 for determining whether audio data 120 includes synthetic speech. At operation 602, the method 600 includes receiving, at data processing hardware 103, audio data 120 characterizing speech captured by the user device 102. At operation 604, the method 600 includes generating, by the data processing hardware 103, a plurality of audio feature vectors 212, each representing audio features of a portion of the audio data 120, using a trained self-supervised model 210 (i.e., audio feature extractor 210). At operation 606, the method 600 also includes generating, by the data processing hardware 103, a score 224, indicative of the presence of synthetic speech in the audio data 120, based on the corresponding audio features of each audio feature vector 212 of the plurality of audio feature vectors 212, using a shallow classifier model 222. The method 600 includes, at operation 608, determining, by the data processing hardware 103, whether the score 224 satisfies a synthetic speech detection threshold, and, at operation 610, determining, by the data processing hardware 103, that speech in the audio data 120 captured by the user device 102 includes synthetic speech when the score 224 satisfies the synthetic speech detection threshold.

図7は、本文献において説明するシステムおよび方法を実装するために使用することのできる例示的なコンピューティングデバイス700の概略図である。コンピューティングデバイス700は、ラップトップ機、デスクトップ機、ワークステーション、パーソナルデジタルアシスタント、サーバ、ブレードサーバ、メインフレーム、および他の適切なコンピュータなど、さまざまな形態のデジタルコンピュータを表すことが意図されている。ここに示すコンポーネント、それらの接続および関係、ならびにそれらの機能は、単なる例示であることが意図されており、本文献において説明および/または特許請求する発明の実装形態を限定することは意図されていない。 FIG. 7 is a schematic diagram of an exemplary computing device 700 that can be used to implement the systems and methods described herein. Computing device 700 is intended to represent various forms of digital computers, such as laptops, desktops, workstations, personal digital assistants, servers, blade servers, mainframes, and other suitable computers. The components, their connections and relationships, and their functions shown are intended to be merely exemplary and are not intended to limit the implementation of the invention(s) described and/or claimed herein.

コンピューティングデバイス700は、プロセッサ710、メモリ720、記憶デバイス730、メモリ720および高速拡張ポート750に接続する高速インターフェース/コントローラ740、ならびに低速バス770および記憶デバイス730に接続する低速インターフェース/コントローラ760を含む。コンポーネント710、720、730、740、750、および760はそれぞれ、さまざまなバスを使用して相互接続されており、また共通のマザーボード上に、または適宜他の様式で、取り付けることができる。プロセッサ710は、コンピューティングデバイス700内で実行するための命令を処理することができ、これには、グラフィカルユーザインターフェース(GUI)のためのグラフィカル情報を高速インターフェース740に結合されたディスプレイ780などの外部入力/出力デバイス上に表示するための、メモリ720内または記憶デバイス730上に記憶された命令が含まれる。他の実装形態では、複数のプロセッサおよび/または複数のバスを、適宜、複数のメモリおよび複数のメモリタイプとともに使用することができる。また、複数のコンピューティングデバイス700同士を、(例えばサーババンク、ブレードサーバのグループ、またはマルチプロセッサシステムとして)必要な動作の部分を各デバイスが提供した状態で、接続することができる。 Computing device 700 includes a processor 710, memory 720, a storage device 730, a high-speed interface/controller 740 connecting to memory 720 and a high-speed expansion port 750, and a low-speed interface/controller 760 connecting to a low-speed bus 770 and storage device 730. Each of components 710, 720, 730, 740, 750, and 760 are interconnected using various buses and may be mounted on a common motherboard or in other suitable manners. Processor 710 can process instructions for execution within computing device 700, including instructions stored in memory 720 or on storage device 730, for displaying graphical information for a graphical user interface (GUI) on an external input/output device, such as a display 780 coupled to high-speed interface 740. In other implementations, multiple processors and/or multiple buses can be used, along with multiple memories and multiple memory types, as appropriate. Additionally, multiple computing devices 700 can be connected together (e.g., as a server bank, a group of blade servers, or a multiprocessor system), with each device providing part of the required operations.

メモリ720は、情報をコンピューティングデバイス700内に非一時的に記憶する。メモリ720は、コンピュータ可読媒体、揮発性メモリユニット、または不揮発性メモリユニットとすることができる。非一時的メモリ720は、プログラム(例えば命令のシーケンス)またはデータ(例えばプログラム状態情報)を、コンピューティングデバイス700によって使用できるように一時的または永久的に記憶するために使用される、物理デバイスとすることができる。不揮発性メモリの例としては、限定はしないが、(例えば典型的にはブートプログラムなどのファームウェアに使用される)フラッシュメモリおよび読出し専用メモリ(ROM)/プログラマブル読出し専用メモリ(PROM)/消去可能なプログラマブル読出し専用メモリ(EPROM)/電気的消去可能なプログラマブル読出し専用メモリ(EEPROM)が挙げられる。揮発性メモリの例としては、限定はしないが、ランダムアクセスメモリ(RAM)、ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)、スタティックランダムアクセスメモリ(SRAM)、相変化メモリ(PCM)、ならびにディスクまたはテープが挙げられる。 Memory 720 stores information non-temporarily within computing device 700. Memory 720 may be a computer-readable medium, a volatile memory unit, or a non-volatile memory unit. Non-temporary memory 720 may be a physical device used to temporarily or permanently store programs (e.g., sequences of instructions) or data (e.g., program state information) for use by computing device 700. Examples of non-volatile memory include, but are not limited to, flash memory (e.g., typically used for firmware such as boot programs) and read-only memory (ROM), programmable read-only memory (PROM), erasable programmable read-only memory (EPROM), and electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM). Examples of volatile memory include, but are not limited to, random access memory (RAM), dynamic random access memory (DRAM), static random access memory (SRAM), phase-change memory (PCM), and disk or tape.

記憶デバイス730は、コンピューティングデバイス700に大容量記憶を提供することが可能である。いくつかの実装形態では、記憶デバイス730はコンピュータ可読媒体である。さまざまな異なる実装形態では、記憶デバイス730は、フロッピーディスクデバイス、ハードディスクデバイス、光ディスクデバイス、もしくはテープデバイス、フラッシュメモリもしくは他の類似のソリッドステートメモリデバイス、またはストレージエリアネットワークもしくは他の構成内のデバイスを含むデバイスのアレイとすることができる。さらなる実装形態では、コンピュータプログラム製品が、情報担体内に有形に具現化される。コンピュータプログラム製品は、実行されると上述したような1つまたは複数の方法を実施する命令を含む。情報担体は、メモリ720、記憶デバイス730、またはプロセッサ710上のメモリなどの、コンピュータ可読媒体またはマシン可読媒体である。 The storage device 730 is capable of providing mass storage for the computing device 700. In some implementations, the storage device 730 is a computer-readable medium. In various different implementations, the storage device 730 can be a floppy disk device, a hard disk device, an optical disk device, or an array of devices including a tape device, a flash memory or other similar solid-state memory device, or a device in a storage area network or other configuration. In further implementations, a computer program product is tangibly embodied in an information carrier. The computer program product includes instructions that, when executed, perform one or more methods, such as those described above. The information carrier is a computer-readable or machine-readable medium, such as the memory 720, the storage device 730, or memory on the processor 710.

高速コントローラ740は、コンピューティングデバイス700の帯域幅を多用する動作を管理し、一方、低速コントローラ760は、より狭い帯域幅を多用する動作を管理する。役割のそのような割振りは単なる例示である。いくつかの実装形態では、高速コントローラ740は、メモリ720に、(例えばグラフィックプロセッサまたはアクセラレータを通じて)ディスプレイ780に、またさまざまな拡張カード(図示せず)を受け入れることのできる高速拡張ポート750に、結合される。いくつかの実装形態では、低速コントローラ760は、記憶デバイス730および低速拡張ポート790に結合される。さまざまな通信ポート(例えばUSB、Bluetooth、イーサネット、ワイヤレスイーサネット)を含むことのできる低速拡張ポート790は、キーボード、ポインティングデバイス、スキャナなどの1つもしくは複数の入力/出力デバイスに、または例えばネットワークアダプタを通じてスイッチやルータなどのネットワーキングデバイスに、結合することができる。 The high-speed controller 740 manages bandwidth-intensive operations of the computing device 700, while the low-speed controller 760 manages less bandwidth-intensive operations. This allocation of roles is merely exemplary. In some implementations, the high-speed controller 740 is coupled to the memory 720, to the display 780 (e.g., through a graphics processor or accelerator), and to a high-speed expansion port 750 that can accept various expansion cards (not shown). In some implementations, the low-speed controller 760 is coupled to the storage device 730 and to a low-speed expansion port 790. The low-speed expansion port 790, which can include various communication ports (e.g., USB, Bluetooth, Ethernet, Wireless Ethernet), can be coupled to one or more input/output devices, such as a keyboard, pointing device, scanner, etc., or to a networking device, such as a switch or router, for example, through a network adapter.

コンピューティングデバイス700は、図中に示すいくつかの異なる形態で実装することができる。例えば、コンピューティングデバイス700は、標準的なサーバ700aとして、もしくはそのようなサーバ700aのグループ内に複数回、実装することもでき、またはラップトップコンピュータ700bとして実装することもでき、またはラックサーバシステム700cの一部として実装することもできる。 Computing device 700 can be implemented in several different forms, as shown in the figure. For example, computing device 700 can be implemented as a standard server 700a, or multiple times within a group of such servers 700a, or as a laptop computer 700b, or as part of a rack server system 700c.

本明細書において説明するシステムおよび技法のさまざまな実装形態は、デジタル電子回路および/もしくは光回路、集積回路、特別に設計されたASIC(特定用途向け集積回路)、コンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、ならびに/またはそれらの組合せとして、実現することができる。これらのさまざまな実装形態は、記憶システム、少なくとも1つの入力デバイス、および少なくとも1つの出力デバイスからデータおよび命令を受信し、それらにデータおよび命令を送信するように結合された、専用または汎用とすることのできる少なくとも1つのプログラマブルプロセッサを含むプログラマブルシステム上で実行可能および/または解釈可能な、1つまたは複数のコンピュータプログラムとしての実装を含むことができる。 Various implementations of the systems and techniques described herein may be realized as digital electronic and/or optical circuitry, integrated circuits, specially designed ASICs (application-specific integrated circuits), computer hardware, firmware, software, and/or combinations thereof. These various implementations may include implementation as one or more computer programs executable and/or interpretable on a programmable system including at least one programmable processor, which may be special-purpose or general-purpose, coupled to receive data and instructions from and transmit data and instructions to a storage system, at least one input device, and at least one output device.

(プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、またはコードとしても知られる)これらのコンピュータプログラムは、プログラマブルプロセッサ用のマシン命令を含み、また手続き型および/もしくはオブジェクト指向の高級プログラミング言語で、かつ/またはアセンブリ言語/マシン語で、実装することができる。本明細書では、「マシン可読媒体」および「コンピュータ可読媒体」という用語は、マシン可読信号としてのマシン命令を受け取るマシン可読媒体を含む、マシン命令および/またはデータをプログラマブルプロセッサに提供するために使用される任意のコンピュータプログラム製品、非一時的なコンピュータ可読媒体、装置および/またはデバイス(例えば磁気ディスク、光ディスク、メモリ、プログラマブルロジックデバイス(PLD))を指す。「マシン可読信号」という用語は、マシン命令および/またはデータをプログラマブルプロセッサに提供するために使用される任意の信号を指す。 These computer programs (also known as programs, software, software applications, or code) contain machine instructions for a programmable processor and may be implemented in a procedural and/or object-oriented high-level programming language and/or in assembly/machine language. As used herein, the terms "machine-readable medium" and "computer-readable medium" refer to any computer program product, non-transitory computer-readable medium, apparatus, and/or device (e.g., magnetic disk, optical disk, memory, programmable logic device (PLD)) used to provide machine instructions and/or data to a programmable processor, including machine-readable media that receive machine instructions as machine-readable signals. The term "machine-readable signal" refers to any signal used to provide machine instructions and/or data to a programmable processor.

本明細書において説明するプロセスおよび論理フローは、入力データに作用し出力を生成することによって機能を実施するための1つまたは複数のコンピュータプログラムを実行する、データ処理ハードウェアとも呼ばれる1つまたは複数のプログラマブルプロセッサによって実施されることが可能である。プロセスおよび論理フローは、専用論理回路、例えばFPGA(フィールドプログラマブルゲートアレイ)またはASIC(特定用途向け集積回路)によって実施されることも可能である。コンピュータプログラムの実行に適したプロセッサとしては、例として、汎用マイクロプロセッサと専用マイクロプロセッサの両方、および任意の種類のデジタルコンピュータのいずれか1つまたは複数のプロセッサがある。一般に、プロセッサは、読出し専用メモリまたはランダムアクセスメモリまたはその両方から、命令およびデータを受け取る。コンピュータの不可欠な要素は、命令を実施するためのプロセッサ、ならびに命令およびデータを記憶するための1つまたは複数のメモリデバイスである。一般に、コンピュータはまた、データを記憶するための1つまたは複数の大容量記憶デバイス、例えば磁気ディスク、光磁気ディスク、または光ディスクを含むか、またはそこからデータを受け取り、もしくはそこにデータを転送するように動作可能に結合されるか、またはその両方である。しかし、コンピュータはそのようなデバイスを有している必要はない。コンピュータプログラム命令およびデータを記憶するのに適したコンピュータ可読媒体としては、例として、半導体メモリデバイス、例えばEPROM、EEPROM、およびフラッシュメモリデバイス;磁気ディスク、例えば内蔵ハードディスクまたはリムーバブルディスク;光磁気ディスク;ならびにCD ROMディスクおよびDVD-ROMディスクを含む、あらゆる形態の不揮発性のメモリ、媒体、およびメモリデバイスがある。プロセッサおよびメモリは、専用論理回路によって補完することもでき、または専用論理回路に組み込むこともできる。 The processes and logic flows described herein may be implemented by one or more programmable processors, also referred to as data processing hardware, that execute one or more computer programs to perform functions by operating on input data and generating output. The processes and logic flows may also be implemented by special-purpose logic circuitry, such as an FPGA (field-programmable gate array) or an ASIC (application-specific integrated circuit). Processors suitable for executing computer programs include, by way of example, both general-purpose and special-purpose microprocessors, and any one or more processors of any type of digital computer. Generally, a processor receives instructions and data from a read-only memory or a random-access memory, or both. The essential elements of a computer are a processor for executing instructions and one or more memory devices for storing instructions and data. Typically, a computer also includes one or more mass storage devices, such as magnetic, magneto-optical, or optical disks, for storing data, or is operatively coupled to receive data from or transfer data to them, or both. However, a computer need not have such devices. Suitable computer-readable media for storing computer program instructions and data include, by way of example, all forms of non-volatile memory, media, and memory devices, including semiconductor memory devices such as EPROM, EEPROM, and flash memory devices; magnetic disks, such as internal hard disks or removable disks; magneto-optical disks; and CD-ROM and DVD-ROM disks. The processor and the memory can be supplemented by, or incorporated in, special purpose logic circuitry.

ユーザとの対話を可能にするために、本開示の1つまたは複数の態様は、ユーザに情報を表示するためのディスプレイデバイス、例えばCRT(陰極線管)、LCD(液晶ディスプレイ)モニタ、またはタッチスクリーンと、オプションで、ユーザがそれによってコンピュータに入力することのできるキーボードおよびポインティングデバイス、例えばマウスまたはトラックボールとを有するコンピュータ上に、実装することができる。他の種類のデバイスを使用して、ユーザとの対話を可能にすることもでき、例えば、ユーザに提供されるフィードバックは、任意の形態の感覚フィードバック、例えば視覚フィードバック、聴覚フィードバック、または触覚フィードバックとすることができ、ユーザからの入力は、音響入力、音声入力、または触覚入力を含む、任意の形態で受け取ることができる。それに加えて、コンピュータはユーザと、ユーザによって使用されているデバイスにドキュメントを送出し、そのデバイスからドキュメントを受信することによって、例えばユーザのクライアントデバイス上のウェブブラウザから受信した要求に応答して、そのウェブブラウザにウェブページを送出することによって、対話することができる。 To enable user interaction, one or more aspects of the present disclosure can be implemented on a computer having a display device, such as a CRT (cathode ray tube), LCD (liquid crystal display) monitor, or touch screen, for displaying information to the user, and optionally a keyboard and pointing device, such as a mouse or trackball, by which the user can provide input to the computer. Other types of devices can also be used to enable user interaction; for example, feedback provided to the user can be any form of sensory feedback, such as visual feedback, auditory feedback, or tactile feedback, and input from the user can be received in any form, including acoustic input, voice input, or tactile input. Additionally, the computer can interact with the user by sending documents to and receiving documents from a device being used by the user, for example, by sending a web page to a web browser on the user's client device in response to a request received from the web browser.

以上、いくつかの実装形態について説明してきた。しかし、本開示の趣旨および範囲から逸脱することなくさまざまな修正を加えられることが理解されよう。したがって、他の実装形態が、以下の特許請求の範囲に記載の範囲内に含まれる。 Several implementations have been described above. However, it will be understood that various modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present disclosure. Accordingly, other implementations are within the scope of the following claims.

10 オーディオソース
100 システム
102 ユーザデバイス
103 データ処理ハードウェア
104 ネットワーク
105 メモリハードウェア
106 マイクロホン
108 グラフィカルユーザインターフェース(GUI)
110 リモートシステム、リモートサーバ
112 コンピューティングリソース
114 記憶リソース
118 ストリーミングオーディオ
119 発話
120 オーディオデータ
150 標識
160 通知
200 概略図
210 自己教師ありオーディオ特徴抽出器、自己教師ありモデル
212 オーディオ特徴ベクトル
212a~n オーディオ特徴ベクトル
212F 最終オーディオ特徴ベクトル
220 合成音声検出器
222 浅層識別器モデル
222a~n 浅層識別器モデル
222a 第1の浅層識別器モデル
222b 第2の浅層識別器モデル
224 スコア
250 深層ニューラルネットワーク
300 概略図
310 インテリジェントプーリング層、他の層
310F 全結合層
310P インテリジェントプーリング層
332 ニューロン/ノード
400 トレーニングプロセス
400a トレーニングプロセス
400b トレーニングプロセス
402A 人間由来の音声のプール
402B 合成音声のプール
410A ラベルなしオーディオ抽出器トレーニングサンプル
410b 識別器トレーニングサンプル
500 概略図
600 方法
700 コンピューティングデバイス
700a 標準的なサーバ
700b ラップトップコンピュータ
700c ラックサーバシステム
710 プロセッサ、コンポーネント
720 メモリ、コンポーネント
730 記憶デバイス、コンポーネント
740 高速インターフェース/コントローラ、コンポーネント
750 高速拡張ポート、コンポーネント
760 低速インターフェース/コントローラ、コンポーネント
770 低速バス
780 ディスプレイ
790 低速拡張ポート
10 Audio Sources
100 systems
102 User Devices
103 Data Processing Hardware
104 Network
105 Memory Hardware
106 Microphone
108 Graphical User Interface (GUI)
110 Remote System, Remote Server
112 computing resources
114 Memory Resources
118 Streaming Audio
119 utterances
120 Audio Data
150 signs
160 notifications
200 Schematic
210 Self-supervised audio feature extractor, self-supervised model
212 audio feature vectors
212a-n Audio feature vectors
212F Final audio feature vector
220 Synthetic Speech Detector
222 Shallow Classifier Model
222a-n Shallow classifier model
222a First shallow classifier model
222b Second shallow classifier model
224 score
250 Deep Neural Networks
300 Schematic
310 Intelligent Pooling Layer, Other Layers
310F fully connected layer
310P Intelligent Pooling Layer
332 neurons/nodes
400 training processes
400a Training Process
400b Training Process
402A Human-derived audio pool
402B Synthetic Voice Pool
410A Unlabeled Audio Extractor Training Samples
410b Classifier training samples
500 Schematic
600 ways
700 computing devices
700a Standard Server
700b laptop computer
700c Rack Server System
710 Processors, Components
720 Memory, Components
730 Storage Devices, Components
740 High-Speed Interface/Controller, Components
750 High-Speed Expansion Port, Component
760 Low-Speed Interfaces/Controllers, Components
770 Slow Bus
780 Display
790 Low-Speed Expansion Port

Claims (14)

データ処理ハードウェア(103)において、ユーザデバイス(102)によって取得された音声を特徴付けるオーディオデータ(120)を受け取るステップと、
前記データ処理ハードウェア(103)によって、トレーニング済みの自己教師ありモデル(210)を使用して、前記オーディオデータ(120)の異なる一部分のオーディオ特徴をそれぞれが表す複数のオーディオ特徴ベクトル(212)を生成するステップと、
前記データ処理ハードウェア(103)によって、浅層識別器モデル(222)を使用して、前記オーディオデータ(120)内の合成音声の存在を示すスコア(224)を、前記複数のオーディオ特徴ベクトル(212)の各オーディオ特徴ベクトル(212)の対応する前記オーディオ特徴に基づいて生成するステップであって、前記浅層識別器モデル(222)がインテリジェントプーリング層(310)および全結合層のみを含む浅層ニューラルネットワークであり、前記インテリジェントプーリング層(310)が、前記複数のオーディオ特徴ベクトル(212)の各オーディオ特徴ベクトル(212)に基づいて、単一の最終オーディオ特徴ベクトル(212)を生成するように構成され、前記全結合層が、入力として前記単一の最終オーディオ特徴ベクトル(212)を受け取り、出力として前記スコア(224)を生成するように構成される、ステップと、
前記データ処理ハードウェア(103)によって、前記スコア(224)が合成音声検出しきい値を満足させるかどうかを判定するステップと、
前記スコア(224)が前記合成音声検出しきい値を満足させるとき、前記データ処理ハードウェア(103)によって、前記ユーザデバイス(102)によって取得された前記オーディオデータ(120)内の前記音声が合成音声を含むと判定するステップと
を含
前記浅層識別器モデル(222)が、複数のトレーニングサンプルに対してトレーニングされたものであり、前記複数のトレーニングサンプルの各々が合成音声部分と人間由来の音声部分を含む、方法(600)。
receiving, in data processing hardware (103), audio data (120) characterizing speech captured by the user device (102);
generating, by the data processing hardware (103), a plurality of audio feature vectors (212) using the trained self-supervised model (210), each of which represents audio features of a different portion of the audio data (120);
generating, by the data processing hardware (103), a score (224) indicative of the presence of synthetic speech in the audio data (120) based on the audio features of each audio feature vector (212) of the plurality of audio feature vectors (212) using a shallow classifier model (222), wherein the shallow classifier model (222) is a shallow neural network including only an intelligent pooling layer (310) and a fully connected layer, the intelligent pooling layer (310) configured to generate a single final audio feature vector (212) based on each audio feature vector (212) of the plurality of audio feature vectors (212), and the fully connected layer configured to receive the single final audio feature vector (212) as an input and generate the score (224) as an output;
determining, by said data processing hardware (103), whether said score (224) satisfies a synthetic speech detection threshold;
determining, by the data processing hardware (103), that the speech in the audio data (120) acquired by the user device (102) includes synthetic speech when the score (224) satisfies the synthetic speech detection threshold;
The method (600), wherein the shallow classifier model (222) is trained on a plurality of training samples, each of the plurality of training samples including a synthetic speech portion and a human-derived speech portion.
前記オーディオデータ(120)内の前記合成音声の前記存在を示す前記スコア(224)を生成するステップが、前記単一の最終オーディオ特徴ベクトル(212)に基づく、請求項1に記載の方法(600)。 The method (600) of claim 1, wherein generating the score (224) indicative of the presence of the synthetic speech in the audio data (120) is based on the single final audio feature vector (212). 前記単一の最終オーディオ特徴ベクトル(212)が、前記複数のオーディオ特徴ベクトル(212)の各オーディオ特徴ベクトル(212)の平均を含む、請求項2に記載の方法(600)。 The method (600) of claim 2, wherein the single final audio feature vector (212) comprises an average of each audio feature vector (212) of the plurality of audio feature vectors (212). 前記単一の最終オーディオ特徴ベクトル(212)が、前記複数のオーディオ特徴ベクトル(212)の各オーディオ特徴ベクトル(212)の合計を含む、請求項2に記載の方法(600)。 The method (600) of claim 2, wherein the single final audio feature vector (212) comprises the sum of each audio feature vector (212) of the plurality of audio feature vectors (212). 前記浅層識別器モデル(222)が、ロジスティック回帰モデル、線形判別分析モデル、またはランダムフォレストモデルのうちの1つを含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法(600)。 The method (600) of any one of claims 1 to 4, wherein the shallow classifier model (222) includes one of a logistic regression model, a linear discriminant analysis model, or a random forest model. トレーニング済みの前記自己教師ありモデル(210)が、人間由来の音声のトレーニングサンプル(410)のみを含む第1のトレーニングデータセットに対してトレーニングされたものである、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法(600)。 The method (600) of any one of claims 1 to 5, wherein the trained self-supervised model (210) is trained on a first training data set that includes only training samples (410) of human-derived speech. 前記データ処理ハードウェア(103)が前記ユーザデバイス(102)上に存在する、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法(600)。 The method (600) of any one of claims 1 to 6 , wherein the data processing hardware (103) resides on the user device (102). データ処理ハードウェア(103)と、
前記データ処理ハードウェア(103)と通信するメモリハードウェア(105)であって、命令を記憶し、前記命令が、前記データ処理ハードウェア(103)上で実行されると前記データ処理ハードウェア(103)に、
ユーザデバイス(102)によって取得されたオーディオデータ(120)内の音声を特徴付けるオーディオデータ(120)を受け取ること、
トレーニング済みの自己教師ありモデル(210)を使用して、前記オーディオデータ(120)の異なる一部分のオーディオ特徴をそれぞれが表す複数のオーディオ特徴ベクトル(212)を生成すること、
浅層識別器モデル(222)を使用して、前記オーディオデータ(120)内の合成音声の存在を示すスコア(224)を、前記複数のオーディオ特徴ベクトル(212)の各オーディオ特徴ベクトル(212)の対応する前記オーディオ特徴に基づいて生成することであって、前記浅層識別器モデル(222)がインテリジェントプーリング層(310)および全結合層のみを含む浅層ニューラルネットワークであり、前記インテリジェントプーリング層(310)が、前記複数のオーディオ特徴ベクトル(212)の各オーディオ特徴ベクトル(212)に基づいて、単一の最終オーディオ特徴ベクトル(212)を生成するように構成され、前記全結合層が、入力として前記単一の最終オーディオ特徴ベクトル(212)を受け取り、出力として前記スコア(224)を生成するように構成される、ことと、
前記スコア(224)が合成音声検出しきい値を満足させるかどうかを判定すること、および
前記スコア(224)が前記合成音声検出しきい値を満足させるとき、前記ユーザデバイス(102)によって取得された前記オーディオデータ(120)内の前記音声が合成音声を含むと判定すること
を含む動作を実施させる、メモリハードウェア(105)と
を備え
前記浅層識別器モデル(222)が、複数のトレーニングサンプルに対してトレーニングされたものであり、前記複数のトレーニングサンプルの各々が合成音声部分と人間由来の音声部分を含む、システム。
data processing hardware (103);
memory hardware (105) in communication with the data processing hardware (103), storing instructions that, when executed on the data processing hardware (103), cause the data processing hardware (103) to:
receiving audio data (120) characterizing speech within audio data (120) captured by a user device (102);
generating a plurality of audio feature vectors (212) using the trained self-supervised model (210), each of which represents audio features of a different portion of the audio data (120);
generating a score (224) indicating the presence of synthetic speech in the audio data (120) based on the audio features of each audio feature vector (212) of the plurality of audio feature vectors (212) using a shallow classifier model (222), wherein the shallow classifier model (222) is a shallow neural network including only an intelligent pooling layer (310) and a fully connected layer, the intelligent pooling layer (310) configured to generate a single final audio feature vector (212) based on each audio feature vector (212) of the plurality of audio feature vectors (212), and the fully connected layer configured to receive the single final audio feature vector (212) as an input and generate the score (224) as an output;
determining whether the score satisfies a synthetic speech detection threshold; and determining that the speech in the audio data captured by the user device includes synthetic speech when the score satisfies the synthetic speech detection threshold ;
The system , wherein the shallow classifier model (222) is trained on a plurality of training samples, each of the plurality of training samples including a synthetic speech portion and a human-derived speech portion .
前記オーディオデータ(120)内の前記合成音声の前記存在を示す前記スコア(224)を生成することが、前記単一の最終オーディオ特徴ベクトル(212)に基づく、請求項8に記載のシステム。 9. The system of claim 8 , wherein generating the score (224) indicative of the presence of the synthetic speech in the audio data (120) is based on the single final audio feature vector (212). 前記単一の最終オーディオ特徴ベクトル(212)が、前記複数のオーディオ特徴ベクトル(212)の各オーディオ特徴ベクトル(212)の平均を含む、請求項9に記載のシステム。 10. The system of claim 9 , wherein the single final audio feature vector (212) comprises an average of each audio feature vector (212) of the plurality of audio feature vectors (212). 前記単一の最終オーディオ特徴ベクトル(212)が、前記複数のオーディオ特徴ベクトル(212)の各オーディオ特徴ベクトル(212)の合計を含む、請求項9に記載のシステム。 10. The system of claim 9 , wherein the single final audio feature vector (212) comprises a sum of each audio feature vector (212) of the plurality of audio feature vectors (212). 前記浅層識別器モデル(222)が、ロジスティック回帰モデル、線形判別分析モデル、またはランダムフォレストモデルのうちの1つを含む、請求項8から11のいずれか一項に記載のシステム。 12. The system of claim 8 , wherein the shallow classifier model (222) comprises one of a logistic regression model, a linear discriminant analysis model, or a random forest model. トレーニング済みの前記自己教師ありモデルが、人間由来の音声のトレーニングサンプル(410)のみを含む第1のトレーニングデータセットに対してトレーニングされたものである、請求項8から12のいずれか一項に記載のシステム。 13. The system of claim 8 , wherein the trained self-supervised model is trained on a first training data set that includes only training samples (410) of human-derived speech. 前記データ処理ハードウェア(103)が前記ユーザデバイス(102)上に存在する、請求項8から13のいずれか一項に記載のシステム。 14. The system of claim 8 , wherein the data processing hardware (103) resides on the user device (102).
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